Испытательной аппаратуры

Для определения твердости по методу одностороннего сплющивания при повышенных температурах в литературе обычно приводится схема испытания (рис. 11), которая имеет ряд недостатков и, очевидно, непригодна для высоких температур. Во-первых, образец имеет сравнительно сложную форму, и его технологически трудно изготовить из хрупкого материала. Во-вторых, плотно закрепленный образец после нагрева до значительной температуры очень трудно извлекать из держателя. При использовании указанной схемы испытательная установка будет малопроизводительной, так как невозможно сконструировать простое и надежное в работе приспособление для смены образцов непосредственно в установке. ?

Описываемая испытательная установка предназначена для исследования механических свойств волокон и микрообразцов длиной до 30мм и диаметром менее 10 мкм в диапазоне усилий 0,02—2 Н. Конструкция установки позволяет проводить испытания в температурном диапазоне 170—770 К в химически ак-

На базе предложенной методики разработана испытательная установка, принципиальная схема которой показана на рис. 71. Силовое нагружение обеспечивается стандартной испытательной машиной.

В соответствии с разработанной методикой была создана испытательная установка для изучения механических свойств теплозащитных материалов с односторонним нагревом. Принцип действия установки следующий.

Методика исследования характеристик сопротивления деформированию и разрушению металла труб при малоцикловом нагру-жении. В настоящее время исследование малоцикловых характеристик конструкционных металлов проводится по разработанной методике с использованием специальных средств и аппаратуры [114, 234]. Широкое применение получает серийно выпускаемая автоматическая испытательная установка типа УМЭ-10Т, обеспечивающая нагружение образца в требуемом режиме (мягкое, жесткое, асимметрия). Испытания проводятся в условиях растяжения — сжатия при непрерывной регистрации параметров нагру-жения и деформирования. Установка имеет электромеханический привод с устройством выборки зазоров в винтовой паре, пять порядков скоростей перемещения активного захвата (от 0,005 до 100 мм/мин), возможность реверсирования с помощью системы автоматики двигателя электропривода при достижении как заданного усилия, так и заданной деформации. Машина имеет электронно-механическое силоизмерение (от резистивных датчиков, наклеенных на упругий динамометр), снабжена деформометром, обеспечивающим измерение продольной абсолютной деформации рабочей длины образца ± 2 мм. В необходимых случаях машина укомплектовывается деформометром для измерения поперечных деформаций. Усиленные сигналы (до 1000 : 1) регистрируются на диаграммном приборе барабанного типа в масштабе 500 X Х500 мм. Точность регистрации параметров нагружения ±1—2%. Максимальная частота нагружения порядка 5 циклов/мин.

В ряде случаев целесообразной может оказаться программная испытательная установка с термоэлементом в качестве исполни-

АЭС Чок Ривер, Канада АЭС Виндскейл, Англия Испытательная установка, штат Айдахо АЭС Энрико Ферми, штат Мичиган АЭС Три Майл Айленд, штат Пенсильвания 1952 1957 1961 1966 1979 Исследовательский (D2O, H2O) Энергетический (графит, С02) Экспериментальный Энергетический натриевый реактор-размножитель Энергетический PWR Мало Много Мало Нет Много 2

В состав системы входят: испытательная установка МУН-1 [2], предназначенная для нагружения образца в условиях растяжения — сжатия; устройство связи с объектом (УСО), содержащее аппаратуру первичной обработки информации и устройство управления испытательной машиной; УВМ; алфавитно-цифропечатающее устройство «Consul-260», фотосчитыватель FS-1501, перфоратор ленточный Ш1-150.

В другом исследовательском центре ВМС США** изучалось влияние наплавленного покрытия из сплава Монель на стойкость гребных валов из никелевой стали к усталостному разрушению в морской воде [139]. Вал длиной 1,8 м с таким покрытием испытывался при частоте вращения 600 об/мин и нагрузке 68,9 МПа в водах реки Северн. Испытательная установка выключалась на ночь и на выходные дни. В эти периоды вал не подвергался воздействию нагрузки, однако поверхность с покрытием находилась в контакте с морской водой. Усталостное разрушение произошло после 15,5-106 циклов, что примерно совпадает с нормой для обычного вала из никелевой стали. Таким образом, испытанное покрытие не продлевает срок службы гребного вала.

Испытательная установка (см: табл. 5, № 11), созданная на базе стандартной испытательной машины фирмы Schenck (ФРГ), работает по схеме, изображенной на рис. 12, г. Для создания крутящего момента используют стандартный осевой гидроцилиндр 6 этой же фирмы (рис. 26), который вращает шток осевого гидроцилиндра на гидростатических подшипниках. Для устранения перерезывающей силы крутящий момент прикладывают симметрично относительно оси образца. Для уменьшения зазоров крутящий

В таблице приведено несколько примеров условий испытания на схватывание металлов при трении, примененных при проведении исследований. В работе Гудцейта, Ханникага и Роуча [12] для оценки схватывания при трении чистых металлов с железом была применена испытательная установка Боудена-Лебена и схема трения полусферического конца

Рассматривается вяиядае элементов испытательного стенда на статистические характеристики воспроизводимых механических колебаний. Составлено нелинейное дифференциальное уравнение, описывающее автоколебательную систему вибростенда при стохастическом возбуждении. Показано, что испытательные системы, предназначенные для воспроизведения случайных колебаний, обладают фильтрующими свойствами, существенно искажающими входные характеристики. Форма выходных характеристик определяется не только свойствами колебательной системы, но и параметрами испытательной аппаратуры.

В хорошо выполненном проекте удовлетворительное завершение оценочных испытаний является сигналом к сдаче изделия в опытное производство. Программа оценочных испытаний является контролируемой программой испытаний с утвержденной методикой, подготовляемой совместно с разработчиками и подразделением надежности. В ответственных проектах, доведенных до высокой стадии отработки, инспекторы проверяют испытательную установку, запись данных и калибровку испытательной аппаратуры для полного контроля за выполнением программы испытаний.

Таким образом, к проблеме изучения трения, адгезионного взаимодействия и изнашивания при высоких температурах относятся: разработка испытательной аппаратуры и методов исследования; создание новых материалов и покрытий для работы при высоких температурах; исследование трения и адгезии материалов в подвижных и неподвижных разъемных сопряжениях (в том числе и применительно к сопряжению обрабатываемый материал — инструмент при обработке давлением и резанием); нахождение путей управления адгезией, или схватыванием, и трением применительно к технологическим процессам твердофазного соединения; изыскание способов уменьшения трения, адгезионного взаимодействия и изнашивания.

г. 1.7. Сводная таблица оезультатов анализа ошибок испытательной аппаратуры.

Методики испытаний представляют собой подробные последовательные инструкции для инженерно-технических работников или контролеров, проводящих функциональные и другие испытания. Весьма детально, включая точностные характеристики, описывается испытательная аппаратура. Специальный вид методик испытаний охватывает сроки и объем поверочных испытаний испытательной аппаратуры. Л1етодики испытаний должны быть согласованы с планом испытаний, техническими условиями и с материалами по анализу ошибок испытательной аппаратуры. На фиг. 1.5 в качестве примера приведена выдержка из методики приемочных испытаний.

Аналитические отчеты об ошибках испытательной аппаратуры. Прежде всего они содержат теоретический анализ погрешностей испытательной аппаратуры. Допуски, предусмотренные методикой

Фиг. 1.9. Поле допусков и соответствующее поле диапазона ошибок испытательной аппаратуры.

--------— Диапазон ошибок испытательной аппаратуры для параметра в данной контрольной

испытаний, представляют собой допуски технических условий за вычетом ошибки испытательной аппаратуры. Это означает, что допуски, взятые по методике испытаний, всегда будут жестче допусков, установленных техническими условиями на испытания (фиг. 1.6). При проверке испытательной аппаратуры расчеты, связанные с анализом ее ошибок, сопоставляются с результатами экспериментальной проверки испытательной аппаратуры и в случае необходимости вносится поправка в величину ошибки. Некоторые исправления должны быть также произведены в методиках испытаний (фиг. 1.7 и 1.8). Обычно используется сужающееся поле ошибок испытательной аппаратуры, аналогичное полю допусков, описанному выше. Информация о поле ошибок испытательной аппаратуры (от поставщика до службы эксплуатации) позволяет выявлять ситуации, при которых большая ошибка испытательной аппаратуры может привести к фактической невозможности реализации требуе-

мого поля допусков. Это может явиться причиной браковки значительной части годных изделий. На фиг. 1.9 и 1.10 показаны типичные графики поля ошибок испытательной аппаратуры и поля допусков при последовательных испытаниях. На фиг. 1.11 приведена таблица критических допусков, при выходе за которые продукция должна быть забракована.

1 В стандарте MIL Std-778 термин «обслуживаемость» определен как совокупность качественных и количественных характеристик реализованной конструкции, позволяющих выполнять оперативные задачи с наименьшими затратами рабочей силы, при невысокой квалификации обслуживающего персонала, небольшом объеме и невысоком техническом уровне испытательной аппаратуры и вспомогательных средств в тех окружающих условиях, в которых будут выполняться работы по планируемому и непланируемому обслуживанию. (В Государственном стандарте СССР «ГОСТ 13377-67. Надежность в технике. Термины» термин «об-• служиваемость» отсутствует. Имеется термин «ремонтопригодность», определяемый как «свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов». В этом понимании термин «ремонтопригодность» близок, но не идентичен термину «обслуживаемость». — Прим, ред.)